学べる地学

地学基礎教室「大気圏と大気の組成」

大気の構造

地球の大気が存在する場所を大気圏と言います。

空気塊くん
空気塊くん
大気圏は温度変化をもとに大きく4つの層構造に分けることができるよ
うさぎさん
うさぎさん
温度が上がるか下がるかが違うんだね
図「大気圏の層構造」

対流圏

対流圏は地表から高度約11㎞の部分です。雨や雪の気象現象のほとんどがこの場所で発生します。

図「大気圏の層構造」

対流圏の様々な特徴

対流圏はその名の通り、大気の対流が盛んに起きています。それは太陽のエネルギーを地表が吸収するからです。

対流活動が活発に起きることによって、雨や雲等の大半の気象現象は基本的に対流圏で発生します。

そのため、対流圏と、その上の成層圏との境界を圏界面と呼んで区別しています。

気温は高度とともに下がります。
100m毎に約0.65℃下がり、それを気温減率といいます。

対流圏の特徴まとめ
  1. 大気の対流活動が活発
  2. 気象現象の大半が発生
  3. 対流圏の上端を対流圏という
  4. 高度とともに気温が下がる(100m毎に約0.65℃)
空気塊くん
空気塊くん
気象現象の大半は対流圏で発生するよ
うさぎさん
うさぎさん
大切なんだね

成層圏

成層圏は高度約11㎞から高度約50㎞までの部分にあります。
オゾン層があるため、高度とともに気温が上昇しています。

図「大気圏の層構造」

成層圏の特徴

空気塊くん
空気塊くん
成層圏の特徴は何といってもオゾン層だよ
うさぎさん
うさぎさん
聞いたことある
たしか、紫外線を吸収するんだよね
空気塊くん
空気塊くん
そうそう
空気塊くん
空気塊くん
紫外線は有害だから、生物の陸上進出にオゾン層は無くてはならない存在だったんだよ
うさぎさん
うさぎさん
そうなんだ
空気塊くん
空気塊くん
オゾンが紫外線を吸収したエネルギーによって成層圏の温度は上昇しているよ
うさぎさん
うさぎさん
だから高度ともに気温が上昇していくんだね
空気塊くん
空気塊くん
そうそう
成層圏の特徴まとめ
  1. 高度とともに気温が上昇する
  2. オゾン層が広がっている
  3. オゾンが紫外線を吸収しているエネルギーによって温度が上昇している
  4. 成層圏の下の端を圏界面という

中間圏

大気圏の層構造のうち、高度約50㎞から高度約80㎞までの部分です。
高度とともに気温が下がっています。

図「大気圏の層構造」
空気塊くん
空気塊くん
ここでは夜光雲が見られることがあるよ

熱圏

大気圏の層構造のうち、高度約80㎞以上の部分です。
高度とともに気温が上昇しています。

図「大気圏の層構造」
空気塊くん
空気塊くん
大気圏の4つの層構造のうち、一番高い層だよ
うさぎさん
うさぎさん
ここの気温ってなんで上昇しているの?
空気塊くん
空気塊くん
太陽から届く紫外線やⅩ線を吸収して高温になっているよ
うさぎさん
うさぎさん
そうなんだ
空気塊くん
空気塊くん
ちなみにオーロラや流星は熱圏で発生するよ

大気の層構造のまとめGIF

GIF「大気の層構造」
うさぎさん
うさぎさん
最後に出てくる飛行機なに?
空気塊くん
空気塊くん
対流圏と成層圏の境目の圏界面ではジェット気流が吹いていてジェット機が飛んでいるよ

大気の組成

地球の大気は窒素が約78%で、酸素が約21%で形成されています。

図「空気の組成」
うさぎさん
うさぎさん
ほとんどが窒素と酸素なんだね。
二酸化炭素はどれくらい含まれているの?
空気塊くん
空気塊くん
二酸化炭素は約0.04%含まれているよ
うさぎさん
うさぎさん
そうなんだ

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